povrchová úprava Technologie povrchových šestimocného chrómu

Transkript

1 povrchová úprava Současná problematika povrchových úprav Ochrana ocelových konstrukcí Ekologické příčiny nevhodných povrchových úprav Technologie povrchových úprav bez šestimocného chrómu DODATEČNÁ ÚPRAVA ŽÁROVĚ STŘÍKANÝCH POVLAKŮ ZINKU A SLITINOVÝCH POVLAKŮ ZINEK-HLINÍK PDF ČASOPIS NOVÉ PŘÍPRAVKY - TECHNOLOGIE - SLUŽBY ROČNÍK III. ZÁŘÍ 2006 Vážení přátelé povrcháři, dovolená i léto je pryč a do vánoc daleko. Tak nějak lze parafrázovat známé heslo o běhu života na konci srpna či v září očima pesimistů. Optimisté a povrcháři to vidí naštěstí tak, že je to skvělá část roku, kdy dovolená byla úspěšně zvládnuta a vánoce naštěstí ještě daleko. Navíc se zdá, že na vínko je mimořádně pěkně, a že se blíží čas, kdy jej pojedeme opět ochutnat na Myslivnu do Brna v rámci již tradičního odborného semináře Progresivní a netradiční technologie povrchových úprav. Letos chtějí organizátoři na toto setkání zařadit něco navíc, o čemž podrobně informujeme v článku Anketa. Potřebujeme znát co nejvíce Vašich názorů a připomínek a proto Vás prosíme, vyplňujte, faxujte, majlujte. S pozdravem a přáním mnoha úspěchů Září 2006 P.S.: V minulých informacích padl nepřesně termín zmiňovaného odborného semináře. Chybička se vloudila ohledně termínu. Správný termín akce je 22. a 23. listopadu Omlouváme se za tuto chybnou informaci. ZPRÁVY SOUČASNÁ PROBLEMATIKA POVRCHOVÝCH ÚPRAV DOC. ING. VIKTOR KREIBICH, CSC. FAKULTA STROJNÍ ČVUT V PRAZE Všichni kdo v oboru povrchových úprav pracují nebo je ke své práci potřebují potvrdí, že tento obor umožňuje zvládnutí nejen jednotlivých požadavků na ochranu materiálů a nové funkční vlastnosti povrchů, ale napomáhá i k pozitivnímu vývoji strojírenství a řady dalších oborů či výrobních činností. Cíle povrchových úprav jako nedílné součásti především strojírenských technologií splývají s požadavky rozvoje celého strojírenství. Jde především o zvyšování provozní spolehlivosti a životnosti, snižování výrobních nákladů, zlepšování kvality a omezování znečišťování životního prostředí. Zaváděním nových technologií a provozů i rekonstrukcemi a certifikacemi stávajících pracovišť povrchových úprav postupně došlo k vyrovnání technicko-ekonomických ukazatelů s průmyslově vyspělými zeměmi i v tomto oboru. Pozitivní směry rozvoje povrchových úprav u nás je možno spatřovat v řadě oblastí. Při zvyšování objemu prací prováděných při výrobě polotovarů a ve větších provozech povrchových úprav, čímž dochází k efektivnějšímu využívání materiálů a snižování energetické náročnosti. Příznivý rozvoj nastal v oblasti žárového zinkování rozšířením kapacit o nové provozy. Zavedení pokrokových technologií žárových nástřiků, především plasmových, umožnilo nanášet speciální slitiny i keramické materiály. K značnému kvalitativnímu rozvoji došlo v oblasti galvanotechniky především zavedením slitinových povlaků zinku v oblasti protikorozní a kompozitních i slitinových povlaků v oblasti funkčních využití. Značný rozvoj byl zaznamenán u povlaků a vrstev připravených metodami chemické (CVD) a fyzikální (PVD) depozice s využitím plynných fází a jejich reakcí. V řadě aplikací jsou používány již běžně i nové nanotechnologické vrstvy. K zásadním změnám dochází u metod a prostředků při čištění a přípravě povrchů novými technologiemi tryskání, omílání a odmašťování. U povlaků z nátěrových hmot poklesl objem technologií s organickými rozpouštědly. Úspěšně se rozvíjely technologie práškových bezrozpouštědlových materiálů a vodou ředitelných nátěrových hmot. Všechny nové technologické procesy jsou vedeny úspěšně snahou především o snížení spotřeby energií i úspory vody a s ohledem na splnění všech požadavků ekologické legislativy. Úspěšnost rozvoje povrchových úprav dokazuje především zvládnutí všech výrobních požadavků tak, že nedochází k omezování technologických ani obchodních záměrů a potřeb. Při pohledu do budoucna tohoto oboru je nutno vycházet nejen z perspektiv rozvoje jednotlivých technologií a směrů, ale především sledovat vývojové změny, které čekají celou společnost. Soutěž s vyspělými a ekonomicky silnými partnery jsme z hledisek technologických i kvalitativních zvládli. Požadavky spojené s integrací a rozšiřováním Evropy jsou však neméně náročné. Omezení v podobě ekologické legislativy se postupně dotýkají budoucnosti všech provozů povrchových úprav ale o připravenost naší technické veřejnosti zvládá úspěšně i tuto problematiku. Nikdo jistě nepochybuje o smysluplnosti ochrany životního prostředí. Skutečnosti plynoucí z nové legislativy mohou zásadně ekonomicky zatížit řadu především menších provozů. Pokud by to bylo z důvodů nedostatků ve výrobě či důvodů ekologických, bylo by to opodstatněné. Daleko nebezpečnějším důvodem jsou však požadavky a s tím spojené náklady na splnění tohoto legislativního břemena, které má i řadu neekologických aspektů. Nové předpisy, nařízení, limity a zákony jsou dnes zásadní v problematice v oboru povrchových úprav. Tato skutečnost se zásadně dotýká blízké budoucnosti všech provozů povrchových úprav. ZÁŘÍ 2006 povrchová úprava ( strana

2 OCHRANA OCELOVÝCH KONSTRUKCÍ JAROSLAVA BENEŠOVÁ SVÚOM S.R.O. Protikorozní ochranu ocelových konstrukcí nátěrovými systémy stanovuje norma ČSN EN ISO 2944.Ve svých osmi částech se zabývá klasifikací vnějšího prostředí, navrhováním ochranných systémů s předběžnou úpravou ocelových povrchů, laboratorními zkouškami pro hodnocení kvality nátěrových systémů včetně inspekce prací povrchových úprav a zpracování specifikací pro nové a údržbové nátěry. Uvedený příspěvek se zabývá nejběžnějšími úpravami povrchu pod nátěr, přehledem používaných nátěrů pro ocelové povrchy určené pro atmosférické podmínky a významnými vlastnostmi nátěrových systémů určených pro ochranu ocelových povrchů proti korozi. ÚPRAVA OCELOVÉHO POVRCHU OTRYSKÁVÁNÍ Nejvhodnějším způsobem úpravy ocelového povrchu je otryskávání. Poskytuje nejen povrch kovově čistý, ale i jeho vhodnou drsnost. U nových konstrukcí je nutno povrch před tryskáním odmastit. Mastnoty a rozpustné sole nelze suchým otryskáváním z povrchu odstranit. V těchto případech je nutné použít čištění vysokotlakým vodním paprskem s přídavkem látek podporujících odstranění rozpustných solí. Nutné je také dbát na to, aby tryskací prostředek nebyl znečištěn mastnotami a rozpustnými solemi. MOŘENÍ Povrch ocelových profilů a plechů zhotovených válcováním za tepla je pokryt okujemi (oxidy železa). Nátěry na zaokujeném povrchu se poškozují zvedáním okují, které je způsobeno jejich podrezavěním. Mořením se odstraňují okuje. Jedná se o proces nákladný, který se většinou nedá použít v malovýrobě. ODMAŠŤOVÁNÍ Na ocelovém povrchu se kromě okují nacházejí různé mastnoty a nečistoty, které zabraňují dokonalému zakotvení nátěru na kovovém povrchu a také mohou nepříznivě ovlivňovat průběh jejich zasychání Pro odmaštění se používají různé odmašťovací přípravky na vodné bázi. Kde se provádí odmašťování jen občas, lze s výhradami použít technický benzin. Při povrchové úpravě nových konstrukcí a zařízení je nutno věnovat zvýšenou pozornost očištění svarů zhotovených elektrickým obloukovým procesem a jejich okolí do vzdálenosti 0-5 cm od svaru. Tato místa mohou vykázat v krátké době, po vystavení koroznímu prostředí, první známky korozního poškození. ČIŠTĚNÍ POVRCHŮ DŘÍVE NATŘENÝCH Ochranný nátěr ztratí časem svoji funkci a povrch vyžaduje zhotovení údržbového nátěru. Ideální je zhotovovaní údržbového nátěru v době, kdy původní nátěr není značně poškozen korozí a je dobře přilnavý. Nejčastěji používaným způsobem úpravy povrchu při zhotovování údržbových nátěrů je ruční a mechanizované kartáčování. Tento způsob čištění má však za následek krátkou životnost zhotovených nátěrů. Souvisí to v prvé řadě se skutečností, že zbylá rez obsahuje značné množství síranů a adsorbované vody. Na povrchu kovů zůstává po kartáčování přibližně dvojnásobné množství rozpustných síranů, než ve rzi, která se kartáčováním odstranila. Přítomnost síranů, eventuálně chloridů a vody v přilnavé vrstvě podporuje průběh koroze oceli. Někdy se doporučuje před zhotovením nátěrů na zarezivělém okartáčovaném povrchu nanesení stabilizátorů rzi. Většina stabilizátorů rzi obsahuje kyselinu fosforečnou a tanin. Použití stabilizátorů rzi je však vhodné pouze tam, kde se jedná o rovinné plochy. U členitých ploch se štěrbinami nelze stabilizátory rzi použít, neboť v místech, kde dochází ke koncentraci stabilizátorů, má nátěr nízkou přilnavost. VLIV PODMÍNEK PŘI ZHOTOVOVÁNÍ NÁTĚRŮ Na ochranné vlastnosti nátěrů mají nezanedbatelný vliv podmínky, za kterých byly nátěry zhotovovány.výrobci nátěrových hmot předepisují minimální teploty, které se nesmí překročit. Teplota vzduchu kolem 5ºC ještě nezaručuje, že upravovaný povrch má tuto teplotu. Obvykle má teplotu nižší a po chladné noci může mít povrch i nepatrnou tenkou vrstvičku vody (ledu), která má následně nepříznivý vliv na přilnavost naneseného nátěru. Nepříznivý vliv může mít vysoká teplota natíraného povrchu. Vysoká teplota způsobuje rychlé odpaření rozpouštědel a a ředidel, což vede k tvorbě pórů v nátěru a póry, zvláště průchozí nátěrem až k podkladovému kovu, jsou pro ochranu kovových povrchů velmi nebezpečné. Neméně důležité při zhotovování vícevrstvých nátěrů je dodržení intervalů mezi zhotovováním jednotlivých vrstev nátěrů. Příliš dlouhé intervaly mezi zhotovením mezivrstev vedou ke snížení ochranné účinnosti nátěrů tím, že se mezi nimi uzavírají prachové částice, často rozpustné povahy, které také mohou podmiňovat vznik pórů. VLASTNOSTI OCHRANNÝCH NÁTĚRŮ TLOUŠŤKA NÁTĚRU Ochranná účinnost a doba životnosti nátěrů, zvláště těch nátěrů, které chrání povrch proti korozi bariérovým mechanizmem ochrany, závisí na jejich tloušťce. Požadovaná tloušťka závisí na podmínkách, jimž jsou nátěry vystaveny. Za optimální tloušťku nátěru lze považovat hodnotu, která zaručuje, že při ní se již neuplatňuje pronikání korozního prostředí kapilárami. Lze tedy říci, že se zvýšením tlouštky se zvyšuje pravděpodobnost bezporuchové účinnosti nátěrů. Je nutno mít však na zřeteli, že při vystavení účinkům atmosféry dochází k destrukci nátěrů a tím i ke snížení jejich tloušťky. Je třeba si také uvědomit,že se vzrůstající tloušťkou nátěrů se zvyšují ochranné účinky, ale může dojít také k nepříznivému zvyšování vnitřního pnutí, což vede může vést k odlupování nátěru. V současné době se v oblasti protikorozní ochrany n, používají nátěry s vysokým obsahem sušiny., které poskytují ve dvou vrstvách nátěry o tloušťce až 400 µm. Nedostatkem těchto typů nátěrů jsou obtíže spojené se snahou zhotovit nepórovité nátěry. Vznik pórů zde souvisí s přítomností vzduchu ve zhotoveném nátěru, který se do nátěru může dostat při nevhodném způsobu promíchávání dvousložkové směsi. Stanovení tloušťky nátěrů Tloušťka suchého nátěru se stanovuje buď destruktivně nebo nedestruktivně. K měření se používají přístroje elektromagnetické přístroje. Postupy pro měření tloušťky nátěru stanoví norma Stanovení tloušťky nátěru ČSN EN ISO 2808 PŘILNAVOST NÁTĚRŮ Nátěry chrání kovový povrch proti korozi pouze tehdy, kdy k němu vykazují dobrou přilnavost. Je vhodné poznamenat, že nátěr je obvykle zhotoven nikoliv na čistém povrchu, ale na vrstvičce oxidů, která se na něm vždy nachází. Pro docílení požadované přilnavosti nátěru k tomuto povrchu je žádoucí, aby došlo ke vzniku pevných chemisporpčních a adsopčních vazeb mezi složkami nátěru a zmíněnými oxidy. S ohledem na tuto skutečnost obsahují nátěrové hmoty různé přísad, které umožňují vytvoření těchto pevných vazeb na rozhraní nátěr-kov. Pro praxi není důležitá pouze přilnavost k povrchu kovu před vystavením působení atmosféry, ale také průběh změny přilnavosti s časem. Stanovení přilnavosti nátěru Přilnavost se stanovuje řadou metod, nejpoužívanější je mřížková zkouška podle ČSN ISO Rozlišuje 6 stupňů přilnavosti a hodnotí se po odtrhu lepící páskou s definovanou lepivostí. Přilnavost nátěrů o tloušťkách nad 250 µm se hodnotí odtrhovou zkouškou podle ČSN EN ISO Vyjadřuje se silou, která je zapotřebí k odtržení jednotky plochy nátěru a vyjadřuje se v MPa. V praxi se používá ke stanovení přilnavosti křížového řezu podle standardu ASTM D Provádí se dva řezy do nátěru ve tvaru kříže, se stupněm překřížení 45º o délce 25 mm. Hodnotí se po odtrhu lepící páskou. Norma uvádí 6 stupňů přilnavosti, kde stupeň 5 značí vyhovující přilnavost, stupeň 0 nevyhovující přilnavost. PÓROVITOST NÁTĚRU S tloušťkou nátěru úzce souvisí jejich pórovitost a to tak, že obvykle s tloušťkou povlaku pórovitost klesá. Pórovitost také závisí na druhu nátěrové hmoty,použitých rozpouštědlech a podmínkách při zhotovování nátěrů. ZÁŘÍ 2006 povrchová úprava ( strana 2

3 Rozměr pórů, respektive jejich průměr a vlastnosti jejich stěn mají značný vliv na možnost pronikání korozního prostředí k chráněnému kovovému povrchu. Pro současnou praxi platí, že jakákoliv pórovitost je nebezpečná pro životnost nátěrů, které zajišťují ochranu adhézním nebo bariérovým mechanizmem ochrany. Pórovitost nátěru je nutné kontrolovat především v úložných zařízeních, jako jsou nádrže na chemické a agresivní látky. Stanovení pórovitosti Stanovení pórovitosti se provádí v závislosti na tloušťce povlaku nedestruktivní metodou pro malé tloušťky nátěru, nebo vysokonapěťovou zkouškou pro silnovrstvé povlaky. Zkouší se podle DIN PROPUSTNOST A NASÁKLIVOST NÁTĚRU Pro vznik průběh atmosférické koroze a koroze pod nátěrem je nutná přítomnost vody a kyslíku na povrchu korodující oceli. Řídícím faktorem koroze pod nátěrem je difúze kyslíku. Difúze vody není určujícím faktorem pro průběh koroze pod nátěrem, ale působí negativně u řady nátěrů na jejich přilnavost. Účinky vody a vysoká relativní vlhkost vzduchu způsobuje rozpouštění a vyluhování nízkomolekulárních složek z nátěru, čímž se nátěr stává propustnější pro vodu, kyslík a vznik puchýřků, jejichž tvorbu způsobuje i přítomnost nečistot, nebo ve vodě rozpustných látek anorganického i organického původu. Množství vody nadifundované do nátěrů závisí na její aktivitě. V přítomnosti síranových a chloridových iontů její aktivita klesá a tudíž i pronikání těchto iontů z neutrálních roztoků do nepórovitých nátěrů je zcela nepatrné. DEGRADACE NÁTĚRŮ V ATMOSFÉRICKÝCH PODMÍNKÁCH Ochranné vlastnosti nátěrů závisí rozhodující měrou na druhu nátěrové hmoty. Jejich odolnost je v prvé řadě určována druhem pojiva v nátěrové hmotě. Je známo, že například epoxidové nátěry vystavené účinkům atmosféry zejména slunečnímu záření rychle ztrácejí lesk, což je prvním příznakem destrukce nátěru. U nátěrů s bariérovým mechanizmem ochrany (tloušťky µm), nemůže být rychlost degradace pojiva jediným faktorem, který ovlivňuje jejich ochrannou účinnost. Snížení ochranné účinnosti způsobuje jak bylo výše zmíněno pronikání kyslíku, vody a agresivních složek ovzduší k ocelovému podkladu. Rychlost pronikání kyslíku a vody do značné míry ovlivňuje druh použitého pigmentu. Stejně tak to platí i pro oxid siřičitý, který je stále agresivní složkou v průmyslovém prostředí. Dalším problém souvisí s tepelnou roztažností základního materiálu a hmoty nátěrů. Ocel a jiné kovy mají mnohem vyšší teplotní koeficient tepelné roztažnosti než nátěry. U nátěrů vystavených tepelnému namáhání, zejména střídavým teplotám, je nutno brát tuto skutečnost v úvahu. V některých případech to může vést ke ztrátě přilnavosti nátěru. Vnitřní pnutí zejména u nátěrů vystavených zvýšeným teplotám a nátěrů dlouhodobě vystaveným v atmosférických podmínkách může mít značný vliv na jejich přilnavost a tím i ochranné vlastnosti. NÁTĚROVÉ SYSTÉMY PRO VNĚJŠÍ ATMOSFÉRICKÉ POD- MÍNKY AKRYLÁTOVÉ NÁTĚRY Jedná se o nátěry jednokomponentní, zasychající fyzikálně odpařením rozpouštědla. Mají dobrou přilnavost k nátěrům Akrylátové nátěry - nátěry z akrylových pryskyřic vynikají odolností proti povětrnostním vlivům. Lze je kombinovat s polyuretany, alkydy a mnoha dalšími. Velmi rozšířené použití mají akryluretanové nátěry, které mají obdobné vlastnosti jako polyuretanové nátěry. Jejich výhodou je nižší cena z důvodu nižšího dávkování izokyanátové složky. ALKYDOVÉ NÁTĚRY Alkydové nátěry se vyznačují se dobrou odolností vůči účinkům atmosféry.vzhledem k tomu, že existuje mnoho druhů alkydových nátěrových hmot, je nutno při jejich použití mít informace o nanášené tloušťce mokrého a suchého nátěru a intervalech zasychání mezi jednotlivými vrstvami systému. Při nanášení vícevrstvých nátěrů je bezpodmínečně nutné dodržovat intervaly zasychání, aby nedocházelo ke ztrátě přilnavosti mezi vrstvami po vystavení účinkům atmosférických podmínek. Příliš dlouhé intervaly zasychání mezi nanášením jednotlivých vrstev vedou k tomu, že již nedochází k jejich dobrému zakotvení. Tomu lze částečně zabránit přebroušením předchozí vrstvy brusným papírem. EPOXIDOVÉ NÁTĚRY Epoxidové nátěry patří do skupiny materiálů používaných na ochranu kovových a jiných povrchů vystavených působení agresivních prostředí. Jsou to dvoukomponentní materiály chemicky vytvrzující. Nátěry zhotovené z dvousložkových epoxidových nátěrových hmot poměrně rychle zasychají a plné vytvrzení probíhá ještě několik dní. Po vytvrzení mají výbornou přilnavost k většině podkladů, jsou odolné proti nárazům, mechanickému poškození, velmi dobře odolávají agresivnímu prostředí, uhlovodíkům, roztokům zásad, méně jsou odolné ke kyselinám, zejména organickým. Jednou z nevýhod je dvousložkový charakter těchto nátěrových hmot, což má určitý vliv na možnost vzniku závad souvisejících s nedodržením poměru smíchání jednotlivých složek a s jejich nedostatečným vzájemným promícháváním. Epoxidové nátěry neodolávají přímým účinkům povětrnosti, jsou citlivé ke slunečnímu záření, které se projevuje ztrátou lesku a křídováním. Intenzita křídování závisí na charakteru atmosféry, v čistém prostředí je křídování vyšší než v atmosféře znečištěné exhalacemi, prachem apod. EPOXYMATIKOVÉ NÁTĚRY Jedná se o modifikované epoxidové nátěrové hmoty, tolerantní k předběžné úpravě povrchu. Dosahují se jimi nátěry o vysoké tloušťce (až 400 µm). Používají se hlavně na ručně čištěné ocelové konstrukce při údržbě nátěrů. POLYURETANOVÉ A POLYSILOXANOVÉ NÁTĚRY Polyuretanové nátěry se zhotovují z dvousložkových nátěrových hmot, nebo se používají jako jednosložkové vytvrzované vzdušnou vlhkostí. Obecně platí, že polyuretanové nátěry dobře odolávají různým prostředím. Patří k významným z hlediska odolnosti proti povětrnostním vlivům, zejména slunečnímu záření jsou-li na bázi alifatických izokyanátů. V řadě případů, kde se vyžaduje vysoká odolnost proti povětrnostním vlivům, se polyuretanové nátěry používají jako vrchní vrstvy u nátěrových systémů, jejichž základní a podkladové nátěry jsou na bázi jiných pojiv (např.epoxidové, akryluretanové). Polysiloxanové nátěry jsou rovněž dvousložkové nátěry, stejně jako polyuretany jsou vysoce odolné povětrnostním vlivům. Vyžadují dobrou přípravu povrchu pod nátěr. Nejčastěji se používají se základním zinkovým etylsilikátovým nátěrem. NÁTĚRY Z VODOU ŘEDITELNÝCH NÁTĚROVÝCH HMOT Pojiva pro vodou ředitelné nátěrové hmoty mohou mít v zásadě charakter disperzí, emulzí nebo jejich kombinací. Nejširší uplatnění mají nátěrové hmoty disperzní, především akrylátové, alkydové, epoxidové polyuretanové. Nátěry zhotovené z těchto nátěrových hmot jsou pružné, vláčné s vysokou schopností vyrovnávat vnitřní pnutí, případně namáhání ve formě rázů či vibrací. Při nanesení o dostatečné tloušťce tak, aby byla vyloučena pórovitost povlaku, odolávají dobře vlivům atmosféry. Jejich širšímu využití zvláště pro povrchovou úpravu ocelových konstrukcí brání zabezpečení dokonale čistého kovového povrchu před nátěrem. ZINKOVÉ NÁTĚRY Zinkové kontaktní nátěry pod anglickými názvy Zinc rich paints nátěry s vysokým obsahem zinku.prostředky pro zinkování za studena. Obsahují Zn prášek poprvé použity v první polovině 9 století využívala se dobrá kryvost Zhotovené nátěry obsahují až 96% Zn prachu. Ochranná účinnost je podmíněna jeho vysokým obsahem. Nátěrové hmoty pigmentované Zn prachem se dělí podle typu pojivové složky na anorganické a organické. V těchto dvou skupinách se rozlišují typy jednosložkové a dvousložkové. Nátěrové hmoty zinkové etylsilikátové patří do skupiny rozpouštědlových nátěrových hmot tj. obsahují organická rozpouštědla, kdežto zinkové nátěrové hmoty na bázi vodního skla obsahují jako rozpouštědlo vodu. Nátěry se zhotovují na otryskaný povrch, s požadovanou drsností povrchu v rozmezí µm. Důležité je též dodržení limitních hodnot tlouštěk, které se pohybují v rozmezí od 75 do 200 µm. při jejich překročení dochází k praskání a odlupování nanesené vrstvy. Nátěry tohoto typu jsou bezprostředně po nanesení pórovité,. V praxi to může způsobovat vznik puchýřků a pěnění vrchních nátěrů zhotovených na čerstvě ZÁŘÍ 2006 povrchová úprava ( strana 3

4 nanesený zinketylsilikátový nátěr. Vhodný interval pro nanesení vrchních vrstev je i několik měsíců, záleží však na povětrnostních podmínkách. Etylsilikátové nátěry vyžadují pro dokonalé vytvrzení relativní vlhkost vzduchu 50-80%. Nátěr vytvrzený při nižší vlhkosti nezíská požadovanou tvrdost a stírá se. Vytvrzení je možné urychlit např. postřikem vodou, zejména při aplikaci mimo výrobny. Stupeň vytvrzení etylsilikátových zinkových nátěrů lze stanovit podle standardu ASTM D 4752, známým pod názvem MEK test. Kousek hrubší bavlněné tkaniny nasycené metyletylketonem se přitlačí palcem k nátěru a provede se 50 dvojitých tahů dlouhých 50 mm. Výsledek se hodnotí podle stupnice uvedené v citované normě. EKOLOGICKÉ PŘÍČINY NEVHODNÝCH POVRCHOVÝCH ÚPRAV DOC. ING. VIKTOR KREIBICH, CSC., ING. JAN KUDLÁČEK FS ČVUT V PRAZE Celosvětové ekologické uvědomování a energetické úspory mají zásadní vliv na vývoj jednotlivých technologií i celého oboru povrchových úprav. Obor povrchových úprav je obecně k životním prostředí pozitivní. Brzdí a omezuje korozní a další destrukční děje a tím vede k úsporám materiálů, k jejich dokonalejšímu využívání, ke zvyšování jejich životnosti a přispívá k úsporám energie. Vývoj však ukázal v jednotlivostech existenci i negativních důsledků: velká část činností v tomto oboru je potenciálně pro životní prostředí nebezpečná. Jsou to především technologie a materiály užívané ve výrobě organických a galvanických povlaků, inhibitory, prostředky k odmašťování a moření, ale i další látky. Na všech úrovních a ve všech technologiích čeká i obor povrchových úprav vyřešit požadavky plynoucí ze zákonů evropské legislativy. Vzhledem k charakteru povrchových úprav jde hlavně o požadavky související s ekologickou legislativou. Tato legislativa EU je implementována především v těchto zákonech: - Zákon č. 00/200 Sb. o posuzování vlivu na životní prostředí (EIA) - Zákon č. 76/2002 Sb. o integrované prevenci (IPPC 96/6/EC) V přímých souvislostech ekologické legislativy probíhá i optimalizace stávajících a vývoj nových strojírenských technologií. 4. EKOLOGICKÁ LEGISLATIVA POVRCHOVÝCH ÚPRAV Jedním ze způsobů technických řešení zvyšování ochrany životního prostředí, efektivnosti a udržitelnosti technického rozvoje jsou v duchu zákona č. 76/2002 Sb. techniky BAT - Best Available Technique, tedy nejlepší dostupné techniky včetně souvisejících zařízení pro omezení negativních vlivů na životní prostředí. Nejlepší dostupná technika BAT je definována jako nejúčinnější a nejpokrokovější stupeň vývoje použitých technologií a způsobů jejich provozování, které jsou vyvinuty v měřítku umožňujícím jejich zavedení v příslušném hospodářském odvětví za ekonomicky a technicky přijatelných podmínek s ohledem na náklady a přínosy, pokud jsou provozovateli zařízení za rozumných podmínek dostupné a zároveň jsou nejúčinnější v dosahování ochrany životního prostředí jako celku (zákon č. 76/2002 Sb.). Smyslem používání a zavádění technologií BAT je předcházení vzniku emisí a pokud to není možné, alespoň tyto emise omezit a zabránit tak nepříznivým dopadům na životní prostředí jako celek. Nejlepší dostupné techniky BAT jsou souhrnem jednotlivých dílčích technických řešení, které doplňují a ovlivňují vlastní pracovní i související technologie a zajišťují jejich optimální řešení s ohledem na životní prostředí. Techniky BAT a referenční dokument BREF tak umožňují obecné hodnocení dané technologie a její vliv na ŽP. Techniky BAT byly v menší nebo větší míře používány i v předchozích letech, ale nebyly takto jednoznačně definovány. Na úrovni EU vznikají v procesu výměny informací o BAT základní dokumenty popisující evropský standart, tzv. referenční dokumenty BREF. Tyto dokumenty mají charakter doporučení. BREF nestanoví žádné povinné techniky, technologie nebo hodnoty emisních limitů, ale potřebné informace k posouzení aplikovatelnosti určité techniky jak obecně, tak v konkrétních případech. Ne vždy je technikou BAT vysoký stupeň technického vybavení. Na zavedení optimálních technologií a tedy i BAT technik se podílí zejména: - technický rozvoj a aplikace nových vědecko-technických poznatků - ekonomické tlaky na úspory (surovin a energií) - výstavba nových a rušení zastaralých provozů. Smyslem Integrované prevence a BAT technik, resp. technologií je preventivně zamezit vzniku emisí optimalizací technologických postupů a teprve pokud to není možné omezit vliv emisí na životní prostředí. BAT techniky musí podléhat z ekologických důvodů nepřetržitému procesu zdokonalování a aplikací nových poznatků a technologických zdokonalení. 4.2 ZMĚNY V TECHNOLOGIÍCH POVRCHOVÝCH ÚPRAV Z ekologických důvodů i nových legislativních skutečností jsou po vstupu ČR do EÚ i v povrchových úpravách patrné podstatné změny v řadě technologií. Na ty nejzávažnější je upozorněno v následujících příkladech. V povrchových úpravách obecně jsou jedním z největších znečišťovatelů a tudíž z nejproblematičtějších operace čištění a odmašťování. Z pohledu zákona č. 76/2002 Sb. a BAT jsou v procesech čištění zásadní tato kritéria: minimalizace zamaštění (omezování obráběcích kapalin suché a polosuché obrábění, konzervace bez ropných produktů) monitorování procesu čištění a odmašťování (zpětná vazba v procesu čištění) údržba a čištění lázní (prodlužování životnosti lázní) V oblasti nejčastěji aplikovaných povrchových úprav ve strojírenství jsou v současnosti požadovány vyřešit dva stěžejní problémy: náhrady ekologicky vhodných nezávadných dokončovacích operací po zinkování z důvodu omezení resp.zákazu šestimocného chromu Cr6+ zavedení alternativních způsobů zinkování za klasické způsoby zinkování - neelektrolyticky vylučovanými povlaky a systémy se zinkovými lamelami - organickými povlaky s vysokými obsahy zinku Pod názvem End of Life Vehicles ( konec života automobilů ) odsouhlasil Evropský parlament požadavky na snížení nebezpečných látek ve vozidlech. Konečné znění z podzimu 2000 nabylo účinnosti jako vyhláška 2000/53/EG. Vyhláška stanoví, že vozidla uvedená do provozu po. červenci 2003 (později změněn termín na rok 2006) nesmí obsahovat žádné olovo, rtuť, kadmium nebo šestimocný chrom, kromě případů uvedených v příloze této vyhlášky. Pro obor povrchových úprav je nejdůležitější skutečností zákaz Cr6+. Uvádí se zde, že maximální přípustná hodnota na vozidlo s hmotností do 3,75 t je 2g Cr6+. Protože neexistuje metoda na stanovení obsahu šestimocného chrómu v reálném voze, bude požadováno, aby nebyl v galvanizovnách Cr6+ používán vůbec. Toto opatření se týká především dokončovacích operací pasivace chromátováním. Nové metody pasivace. Podle směrnice EU 2000/53/EG se musí veškeré systémy dokončovacích operací obsahující Cr6+ nahradit postupy bez šestimocného chromu. Doporučené náhrady dokončovacích operací typů chromátování-pasivace jsou v tab. č.. Pasivace současná Ochrana Náhrada modrá trojmocná nízká odolnost zůstane zachována žlutý chromát vysoká odolnost vysoce odolná modrá pasivace silnovrstvá pasivace žlutý chromát utěsněný vysoká odolnost vysoce odolná nebo silnovrstvá pasivace + utěsnění Tab. č.. Současné a náhradní typy dokončovacích operací chromátování-pasivace. ZÁŘÍ 2006 povrchová úprava ( strana 4

5 Sloučeniny se šestimocným chromem patří mezi nebezpečné látky a jsou zdravotně a ekologicky závadné. Je prokázáno, že jsou toxické, karcinogenní a jedovaté, jsou rozpustné a tedy vylouhovatelné i lidským potem. Z těchto důvodů se celosvětově používání šestimocného chromu v současné době omezuje novými technologiemi pasivace. Povlaky se zinkovými lamelami. Jednou z progresivních povrchových úprav, které vyhovují ekologickým požadavkům směrnic EU i požadavkům výrobců automobilů, jsou neelektrolyticky nanášené systémy s mikrolamelami či mikrovločkami zinku (Zincflake-coating) příp. hliníku ve speciálních anorganických resp. organických pojivech. Základem pojiv basecoatů jsou komplexní titanáty nebo zirkonáty na rozpouštědlové bázi nižších alkoholů a nejnověji, především u topcoatů i komplexní silikáty na vodné bázi. O pojivech na bázi titanátů, zirkonátů a silikátů je známo, že sama o sobě i bez zinku zlepšují korozní odolnost oceli. Povlaky se nanáší máčením, stříkáním a technologií dip-spin coating (namáčením, postřikováním a odstředěním v bubnu) s následujícím vysušením a vytvrzením v jedné i více vrstvách. Povlaky na bázi mikrolamel zinku jsou mimo jiných aplikací, vzhledem k možnostem hromadného povlakování s výhodou používány k povrchové úpravě spojovacích součástí (šroubů, svorníků, vrutů, matic, podložek, některých druhů nýtů a elementů pro mechanické spojování plechu), pružin, spon, svorek a jiných kovových dílů. Tloušťka povlaku se pohybuje od 4 do 22 μm, podle typu povlakových materiálů a počtu vrstev. Tyto materiály snadno vnikají do dutin a kapilárních prostorů, lze je kombinovat i s kataforetickým lakováním a modifikací systémů lze snížit velikost součinitele tření. Vytvrzovací proces (při cca 200 C) má velkou důležitost, protože kovové částice se s anorganickým pojivem navzájem spojují a současně reaguje pojivo s kovovým podkladem. Povlak se spojuje s podkladem pomocí chemické reakce. Povlak po vytvrzení obsahuje průměrně 80 objemových % Zn a Al částic v pojivu. Povlak Tloušťka povlaku [µm] ISO 9227 solná mlha [h] DIN 5007 kondenzační komora [h] Delta-Tone 8 do 240 do 300 Delta-Tone 2 do 500 do 600 Delta-Seal 8 do 20 do 20 Delta-Tone + Delta-Seal do 500 do 600 Delta-Tone + Delta-Seal do 000 do 000 Delta-Protekt KL 00 0 min Delta-Protekt KL 00 + Delta-Protekt VH do Delta-Protekt KL 00 + Delta-Protekt VH 30GZ do Galvanický Zn 0 do 72 do 200 Galvanický ZnCr 0 do 96 do 240 Tab. č. 2. Orientační hodnoty korozní odolnosti povlaků typu Delta dle údajů výrobce Dörken MKS-Systeme GmbH. V rámci diplomové práce byla provedena na Ústavu strojírenské technologie FS ve spolupráci se SVÚOM s.r.o. s těmito povlaky typu Delta řada těchto urychlených korozních zkoušek: - zkouška v kondenzační komoře dle ČSN zkouška oxidem siřičitým s povšechnou kondenzací vlhkosti dle ČSN ISO zkouška solnou mlhou dle ČSN ISO Vzorky byly umístěny do korozních zkoušek a v pravidelných intervalech byly vizuálně vyhodnocovány změny povrchu. Rozhodujícím parametrem byl vznik prvních červených korozních bodů (tj. koroze podkladového kovu), případně změny stavu povrchu (puchýřky). Výsledky korozních zkoušek (obr. č. ) prokázaly rozdílné korozní chování povlaků v různých prostředích, kde se projevil rozdílný mechanismus koroze zinkového povlaku. Dosud byly publikovány jen výsledky korozních zkoušek mikrolamelových povlaků v prostředí čisté kondenzace a solné mlhy. V obou těchto korozních prostředí dochází ke vzniku objemných korozních produktů zinku, které postupně uzavřou případné póry a prostory mezi mikrolamelami tak, že korozní prostředí nepronikne k podkladovému kovu. V podmínkách zkoušky povšechnou kondenzací s SO2 nevznikají objemné korozní produkty zinku a korozní prostředí rychle proniká póry a nespojitostmi povlaku k podkladovému kovu a vyvolá jeho korozní napadení. Výrazně se tento efekt projevil na plochých vzorcích s relativně vysokou tloušťkou povlaku. doba do vzniku koroze (h) ČSN ČSN ISO 6988 ČSN ISO Delta-Tone 9000 (2 vrstvy) Delta-Tone 9000 (3 vrstvy) Delta-Tone sealing Delta-Protekt KL 00 (2 vrstvy) Delta-Protekt KL 00 (3 vrstvy) Delta-Protekt KL 00 + sealing Galvanicky zinkováno Obr. č.. Grafické porovnání doby do vzniku koroze podkladového kovu při korozních zkouškách šroubů M0 45 (ČSN 020.0) s povlaky typu Delta. ZÁŘÍ 2006 povrchová úprava ( strana 5

6 Výše uvedené výsledky měření potvrdily, že systémy Delta-MKS jsou vhodné zejména pro použití v automobilovém průmyslu na spojovací součásti, pružiny, příchytky a další. Systémy Delta-MKS vykazují ve většině korozních prostředích vyšší korozní odolnost v porovnání s galvanicky a žárově vyloučenými povlaky zinku. Na základě výsledků zkoušek byly zjištěny rozdíly v korozním chování různých typů povlaků Delta-MKS. Obecně lze konstatovat, že byla potvrzena závislost korozní odolnosti povlaku na jeho tloušťce, resp. na počtu a typu vrstev Delta- MKS. Výsledná korozní odolnost závisí na typu a geometrii dílů a na způsobu povlakování. Předúprava povrchu zinečnatým fosfátem prokázala, že je vhodnější než úprava tryskáním. Mimo fakt, že tyto progresivní technologie vyhovují požadavkům evropské legislativy je jejich výhodou především úplné odstranění nebezpečí vodíkové křehkosti a potlačení ztráty pevnosti popouštěním u pevnostních materiálů a pružin nízkou teplotou vytvrzování (200 C). TECHNOLOGIE POVRCHOVÝCH ÚPRAV BEZ ŠESTIMOCNÉHO CHRÓMU MIROSLAV VALEŠ, VÝZKUMNÝ A ZKUŠEBNÍ LETECKÝ ÚSTAV, A.S. Povrchové úpravy a ochrany dnes již neodmyslitelně patří k obvyklým konstrukčním prvkům naprosté většiny průmyslových výrobků. Jejich cílem je nejčastěji zvýšení některých vybraných parametrů použitých konstrukčních materiálů a tím i zlepšení užitně-technických vlastností celého výrobku. Mezi nejčastější důvody použití povrchových úprav a ochran patří zvýšení odolnosti proti působení vlivů vnějšího prostředí, zlepšení dekorativních parametrů, ale také zajištění potřebných funkčních vlastností výrobku. Postupem doby bylo zavedeno použití mnoha velmi různých typů povrchových úprav a ochran, nebo i celých ochranných systémů. Jejich volba se řídí zejména typem základního materiálu, požadavky na výsledné vlastnosti výrobků, dostupností příslušných technologií, časovou i cenovou náročností a řadou dalších hledisek. V posledních letech je ale výběr příslušné povrchové úpravy (ochrany) mnohdy velmi silně ovlivňován i dalšími, zejména hygienicko-ekologickými a legislativními požadavky. Zvýšené požadavky hygienicko-ekologického charakteru byly v tuzemsku, ale také v jiných ekonomicky a hospodářsky vyvinutých zemích, zaznamenány zejména v devadesátých letech minulého století v souvislosti s vytvářením a používáním galvanicky vylučovaných povlaků kadmia. V některých zemích (např. Švédsko) vedly k restriktivnímu zákazu jejich vytváření a i v tuzemsku došlo k výraznému snížení použití těchto povlaků, snad pouze s výjimkou speciálních a vojenských výrobků a techniky. Jinými příklady z minulosti mohou být problematika odmašťovacích prostředků obsahujících chlorované uhlovodíky, nebo problematika toxických pigmentů a rozpouštědel v nátěrových hmotách. V posledních letech se k těmto tématům připojila i problematika látek, obsahujících sloučeniny šestimocného chrómu. Důvodem je zejména toxicita těchto látek, které vyvolávají podráždění pokožky (dermatitida, puchýře, alergická kožní onemocnění); které mohou dále vyvolávat astmatické potíže, poškozují ledviny a leptají sliznice. Dlouhodobá expozice a vdechování způsobuje perforaci chrupavčité části nosní přepážky. Za nejzávažnější ale lze považovat prokázanou karcinogenitu šestimocného chrómu (rakovina plic), která souvisí s jeho inhalací, kde prvním cílovým orgánem je Bronchiální strom. Mimo to existuje podezření na vyvolávání karcinomu jícnu, slinivky a vedlejších nosních dutin, s dlouhodobou latencí cca 0 až 20 let. Tyto vlastnosti vedly mj. The International Agency for Research on Cancer (Mezinárodní agentura pro výzkum na rakovině) ke klasifikování šestimocného chrómu jako látky s dostatečnými důkazy karcinogenity pro člověka (skupina ) a byl jako karcinogen zařazen i dalšími odbornými, národními i mezinárodními organizacemi (např. The World Health Organization Světová zdravotnická organizace). Uvedená klasifikace se postupně začíná projevovat i v platné legislativně. V oblasti EU je dnes již notoricky známá Směrnice Evropského parlamentu a Rady č. 2000/53/EG ze dne o vozidlech s ukončenou životností (End of life vehicles), která mj. určila maximální možné množství Cr VI+ na vozidlo do 3,5t, uvedené do provozu po. červenci 2003, na 2g. Vzhledem k praktické nemožnosti zjištění přesného skutečného množství Cr VI+ na vozidle, toto nařízení vede k nutnosti nepoužívání jakýchkoliv materiálů, a taky povrchových úprav a ochran, obsahujících právě Cr VI+, u výše popsaných výrobků. Uvedená směrnice byla v následujících letech upravena, a to Rozhodnutím Komise, kterým se mění příloha II směrnice Evropského parlamentu a Rady č. 2002/525/EG a dále 2005/63/ES. Tyto úpravy mj. znamenají posunutí restriktivního opatření použití Cr VI+ na vozidla nově uvedená do provozu na. červenec 2007 a také povolení použití Cr VI+ v korozně ochranných povlacích náhradních dílů pro vozidla uvedená do provozu před. červencem Automobilový sektor ale není jediným dotčeným průmyslovým oborem. Pod číslem 2002/95/ES ze dne 27. ledna 2003 byla přijata Směrnice Evropského parlamentu a Rady, o omezení používání některých nebezpečných látek v elektrických a elektronických zařízeních. Požadavky této směrnice byly posléze zapracovány do národní legislativy změnou zákona č. 85/200Sb. o odpadech. Tento zákon mj. v Příloze č. 5 uvádí mezi složkami, které dle tohoto zákona činí odpad nebezpečným, i sloučeniny šestimocného chrómu. Ještě významnější však je, že výrobce elektrozařízení dle tohoto zákona zajistí, aby, je-li uvedeno na trh po 30. červnu 2006, neobsahovalo olovo, rtuť, kadmium, šestimocný chróm,.. Lze tedy konstatovat, že sloučeniny Cr VI+ jsou a budou velmi významně omezovány, co do jejich použití v řadě výrobků. To ovšem naráží na problém jejich náhrady, včetně povrchových úprav a ochran, kde jsou tyto látky přítomny. Použití sloučenin Cr VI+ v povrchových úpravách a ochranách je poměrně široké. Lze je najít např. v některých nátěrových hmotách, povrchových úpravách Al-slitin, ale nejčastěji jsou spojovány s konverzními úpravami galvanicky vyloučených zinkových povlaků. Je to zejména z toho důvodu, že Zn-povlaky reprezentují cca 20 až 25% všech typů galvanických povrchových úprav a patří tedy zcela jednoznačně k nejčetnějším. Konverzní úpravy obsahující sloučeniny Cr VI+, nazývané žluté chromáty, jsou pak běžným, velmi často používaných typem následné povrchové úpravy a to zejména pro velmi významné protikorozní vlastnosti. Významně posunují počátek do vzniku bílé koroze a disponují efektem samohojitelnosti - self-healing effect, tedy schopností migrovat na lokálně poškozená místě, tam zakotvovat a následně zde bránit dalšímu koroznímu napadení. V praxi je jistě používáno mnoho dalších typů konverzních povlaků pro elektrolyticky vyloučené povlaky Zn, avšak chromátové povlaky tvoří zřejmě jeden z nejvýhodnějších kompromisů mezi technickými, technologickými a ekonomickými nároky na straně jedné a spektrem výsledných vlastností (zejména protikorozní odolnosti) na straně druhé. Hygienicko-ekologické a následně zejména legislativní tlaky jejich použití do budoucna ale značně omezují a je proto třeba hledat odpověd na otázku, čím chromátové povlaky v technické praxi nahradit. Zde je třeba konstatovat, že stejně tak, jako v jiných případech hledání náhrad, i zde universální náhrada, která bude mít srovnatelné veškeré výsledné parametry s původní povrchovou úpravou a která bude použitelná pro všechny stávající aplikace bez nenavýšení technických, technologických i ekonomických nároků, vlastně neexistuje. Proto bude vždy třeba hledat přijatelný kompromis a zároveň rozvíjet řadu alternativních variant řešení a náhrad stávajících systémů s Cr VI+. Pokud odhlédneme od možností konstrukčně-materiálových změn a omezíme se pouze na otázku technologickou, připadá v úvahu hned několik variant řešení. Jedním z nich může být náhrada celého ochranného systému Zn/chromát zcela jiným ochranným systémem. Příkladem mohou být některé povrchové úpravy na bázi mikrolamelových povlaků, např. DELTA MKS, GEOMET, ZINTEK, a jiné. Tyto a další povrchové úpravy jistě své uplatnění na trhu povrchových úprav najdou, včetně možnosti jejich použití jako jedné z možných náhrad, pro některé konkrétní aplikace. Tyto technologie ale nemohou být universální a jejich použití jako možná náhrada Zn/chromát min. znamená kompletní změnu technologie povrchových úprav. Proto se v řadě případů hledá alternativa, umožňující nahradit pouze samotný chromátový povlak na zinku. I zde existuje několik cest řešení. ZÁŘÍ 2006 povrchová úprava ( strana 6

7 Jako nejsnazší se jeví použití tzv. modrých chromátů, nazývaných též pasivací či chromitováním. Z hlediska technologie vytváření povlaků se jedná asi o nejbližší variantu. Povlaky modrého chromátu (dále jen pasivace) jsou na bázi Cr 3+ a tedy nejsou postiženy dříve popsanými směrnicemi a legislativními úpravami. Jsou vytvářeny v menší tloušťce (do cca 0, µm) než žluté chromáty (cca 0,3 až 0,5 µm) a také prodlužují dobu do vzniku bílé koroze bohužel již ne tolik, jako u chromátů s Cr VI+. Následující obrázek zobrazuje zobecněné protikorozní odolnosti nejběžnějších konverzních úprav do vzniku bílé koroze při standardní korozní zkoušce v solné mlze. Výskyt bílé koroze (ISO 9227 NSS) doba expozice [hodiny] třímocné chromáty šestimocné chromáty chromát(cr6+) + organ.utěsnění Pasivace nedisponují ani dříve uvedeným efektem samohojitelnosti. Přesto pro mnohé aplikace, kde bude vyžadována relativně nižší míra korozní odolnosti, mohou být tyto nejsnazší náhradou. Tam, kde je vyžadována větší míra korozní odolnosti, se jeví jako perspektivní např. tzv. silnovrstvé pasivace, které opět nejsou na bázi Cr VI+, jsou vytvářeny v silnější vrstvě než klasické, dříve uvedené pasivace, a vyznačují se oproti nim podstatně vyšší korozní odolností. V řadě literárních zdrojů je jejich korozní odolnost popisována jako srovnatelná s korozní odolností klasických chromátů. Jinou možností je použití některé vhodné konverzní úpravy Zn-povlaku s následným utěsněním vhodným lakem. Této povrchové úpravě se též někdy říká pečetění (odvozeno od termínu sealing). V úvahu připadají zejména vrstvy na bázi organických polymerů vodou ředitelné látky obv. na bázi akrylátů nebo jejich kopolymerů, které se mohou vytvářet jako poslední technologická operace přímo v lince povrchových úprav. Velmi perspektivními se jeví i povlaky na bázi silikátů nebo organosilikátů (utěsňování sól-gel technologií z koloidních roztoků oxidu křemičitého). Jistě existuje, a v budoucnu budou existovat i další alternativy náhrad chromátových povlaků na Zn, obsahujících sloučeniny Cr VI+. V posledních letech je také zřejmá větší aktivita na poli výzkumu a vývoje nových, či modifikovaných povrchových úprav i celých technologií. Řešeny jsou rozličné projekty, ať už ze strany oborových sdružení, výrobců prostředků a přípravků a technologií povrchových úprav i různých výzkumných institucí. Také v tuzemsku je tato problematika řešena, např. v rámci projektu FOREMADE, a to ve spolupráci firem Výzkumný a zkušební letecký ústav, a.s. Prachochema, s.r.o. Vysoká škola chemicko-technologická v Praze. Jakýkoliv výběr alternativní náhrady však bude vždy vyžadovat kompromisní přístup, založený na vhodném určení vzájemného poměru zdravotní a hygienické nazávadnosti, výsledných vlastností a technické, technologické a finanční náročnosti. DODATEČNÁ ÚPRAVA ŽÁROVĚ STŘÍKANÝCH POVLAKŮ ZINKU A SLITINOVÝCH POVLAKŮ ZINEK-HLINÍK ING. JOSEF TRČKA VOJENSKÝ TECHNICKÝ ÚSTAV OCHRANY BRNO. ÚVOD Žárové stříkání metalizace - šopování je tepelně-mechanický způsob nanášení kovů nebo slitin, které se dají vyrobit ve formě prášku nebo drátů. Malé částečky roztaveného kovu jsou vrhány velkou rychlostí na upravovaný, předem otryskaný povrch, ke kterému přilnou mechanicky a po vychladnutí vytvoří souvislý povlak. Kapky taveniny mohou být hnány buď stlačeným vzduchem nebo proudem spalin z tavícího plamene. Povlaky mají charakteristickou strukturu, vyznačují se porezitou, vysokým specifickým povrchem a rovnoměrnou drsností. Z chemického hlediska jsou žárově stříkané povlaky tvořeny stříkaným kovem a jeho oxidy. Toto složení povlaků zabezpečuje rovněž jejich dobrou mechanickou odolnost. 2. ŽÁROVĚ STŘÍKANÉ POVLAKY ZN A SLITINY ZN-AL V technické praxi jsou žárově stříkané povlaky na bázi Zn, Al a jejich slitin využívané jako antikorozní povlaky pro ocel zejména v atmosférických podmínkách. Z hlediska funkce antikorozního povlaku proti atmosférické korozi rozlišujeme bariérovou a elektrochemickou ochranu. Zinek se vyznačuje vynikající elektrochemickou ochranou oceli, zatímco hliník poskytuje bariérovou neelektrochemickou ochranu oceli. Nejrozšířenější slitinou ZnAl pro žárové stříkání je ZnAl 5 (85%Zn, 5%Al). Aplikací této binární slitiny lze dosáhnout užitečných vlastností obou kovů Kvalitu žárově stříkaných povlaků zinku ovlivňuje zejména: zdrsnění povrchu předúprava tryskáním nejméně na Sa 2,5 podle ČSN ISO 850- dostatečné protavení částic zinku a správný úhel dopadu čistota zinku používaného ke stříkání (99,99%) teplota povrchu zinkovaného dílu (min. 3oC nad rosným bodem) doba po otryskání před nástřikem (max. 4 hod) dodatečná úprava povlaku utěsňování. Doporučené minimální tloušťky zinkových povlaků pro různé účely uvádí norma ČSN EN 22063, z níž byly použity hodnoty do tabulky. ZÁŘÍ 2006 povrchová úprava ( strana 7

8 Prostředí Zinek Zn Al 5 bez nátěru s nátěrem bez nátěru s nátěrem slaná voda nedoporučuje se 00 nedoporučuje se 00 sladká voda městské prostředí průmyslové prostředí nedoporučuje se přímořská atmosféra suché vnitřní prostředí Tab. Dodatečnou úpravu žárově stříkaných zinkových nebo slitinových povlaků lze provádět utěsněním jejich pórů nebo aplikací vhodného nátěru. Přirozeného utěsnění lze dosáhnout oxidací kovového povlaku v atmosférických podmínkách okolního prostředí, pokud vzniklé oxidy, hydroxidy nebo zásadité soli jsou v tomto prostředí nerozpustné. Umělé utěsnění lze provést chemickou konverzí povrchu kovového povlaku fosfátováním nebo použitím vhodného prostředku nebo nátěru pro uzavření pórů. 3. TESTOVÁNÍ KOROZNÍ ODOLNOSTI ŽÁROVĚ STŘÍKA- NÝCH POVLAKŮ ZN A ZN-AL Experimentální testování žárově stříkaných povlaků Zn a Zn-Al bylo prováděno ve Zkušebně klimatické a korozní odolnosti VTÚO s cílem ověřit urychlenými korozními zkouškami vliv dodatečné úpravy, tj. utěsnění pórů na jejich korozní odolnost. 3. ZKUŠEBNÍ VZORKY, TECHNOLOGIE PŘEDÚPRAVY A DRUHY UTĚSNĚNÍ Žárově stříkané povlaky Zn a ZnAl byly aplikované na ocelové vzorky (jakost 373) po předchozím otryskání korundem na stupeň čistoty Sa 2,5 dle ČSN ISO Zkušební vzorky o rozměrech 50x00x mm byly nastříkány žárovými povlaky Zn a Zn Al 5 na průměrnou tloušťku povlaku 50 μm. Pro utěsnění žárově nastříkaných povlaků Zn byly použity následující prostředky: Pragokor Penetral verze 2 Utěsňující přípravek vyvinutý ve společnosti Pragochema Praha. Obsahuje kyselinu fosforečnou a organický polymer nerozpustný ve vodě. Aplikuje se za studena natíráním. Pragofos 500 Fosfatizační přípravek na bázi zinečnatého fosfátu bez obsahu urychlovače a dusitanů vyráběný ve společnosti Pragochema Praha. Aplikuje se při teplotě 50 o C ponorem. Atmosférické utěsnění Vystavení vzorků působení venkovní atmosféry po dobu cca 40 dnů na atmosférické stanici v lokalitě Brno-Kraví Hora. Utěsňující nátěr U 228 AXAPUR Polyuretanová jedovrstvá barva dvousložková na železo a lehké kovy dodávaná a.s. COLORLAK Staré Město. Aplikace byla prováděna štětcem, průměrná tloušťka nátěru 40μm) Pro utěsnění žárově nastříkaných povlaků Zn Al 5 bylo použito atmosférického utěsnění a utěsňujícího nátěru U URYCHLENÉ KOROZNÍ ZKOUŠKY Urychlené korozní zkoušky byly prováděny v neutrální solné mlze dle ČSN ISO Režim zkoušky: teplota 35 o C±2 o C 5%-ní roztok chloridu sodného ph roztoku 6,5-7,2 množství spadu (mlhy) -2 ml/h na ploše 80 cm 2 vzorky umístěné pod úhlem 20 o C od vertikály Hodnocení vzorků v průběhu korozní zkoušky bylo prováděno vizuálně bílá koroze zinkových povlaků, červená koroza základního materiálu. U vzorků s utěsňujícím nátěrem U 228 byly hodnoceny stupně puchýřkování dle ČSN ISO a stupně prorezavění dle ČSN EN ISO Výsledky vzhledového hodnocení po 68 hodinách expozice v solné mlze jsou uvedeny v tabulkách 2 a 3. Č. vzorku Druh povlaku Druh utěsnění Vzhledové hodnocení 2 Žárový Zn bez utěsnění objemná BK na celé ploše, 0,% ČK objemná BK na celé ploše, nažloutlé skvrny (ojediněle) 2 Žárový Zn Pragokor Penetral objemná BK na celé ploše objemná BK na celé ploše 2 Žárový Zn Pragofos 500 objemná BK, nažloutlé skvrny cca 2% objemná BK, nažloutlé skvrny na 3% 2 Žárový Zn atmosférické utěsnění Žárový 2 Zn Al 5 bez utěsnění 2 žárový Zn Al 5 atmosférické utěsnění objemná BK, nažloutlé skvrny (ojedinělé) objemná BK, nažloutlé skvrny (ojedinělé) objemná BK na 85-90% plochy objemná BK na 85-90% plochy objemná BK na 85-90% plochy objemná BK na 85-90% plochy Tab. 2: Vzhledové hodnocení povlaků bez nátěru U 228 po 68 hodinách expozice v solné mlze Legenda: BK bílá koroze ČK červená koroze ZÁŘÍ 2006 povrchová úprava ( strana 8

9 Č. vzorku Druh povlaku Druh utěsnění U 228 Vzhledové hodnocení 2 žárový Zn bez utěsnění ano 3 (S 3) 4 (S 4) 2 žárový Zn Pragokor Penetral ano bez korozních projevů bez korozních proje- 2 žárový Zn Pragofox 500 ano 2 žárový Zn atmosférické utěsnění ano žárový 2 Zn Al 5 bez utěsnění ano 2 žárový Zn Al 5 vů 2 (S 2) bez korozních projevů bez korozních projevů BK Ri 3 (S 3), BK Ri 3 3 (S 3), BK Ri 3 3 (S 4), BK Ri 2 (S 3), BK Ri 3 atmosférické ano utěsnění Tab. 3: Vzhledové hodnocení povlaků s nátěrem U 228 po 68 hodinách expozice v solné mlze Legenda: BK bílá koroze 3 (S 3), 4 (S 3), 2 (S 2), 2 (S 3), 3 (S 4) množství (hustota) a velikost puchýřků dle ČSN ISO Ri, Ri 3 stupně prorezavění (bílá koroze) dle ČSN EN SIO ZÁVĚR Urychlené korozní testy žárově stříkaných povlaků Zn a Zn Al 5 jednoznačně prokázaly účelnost provádění jejich utěsňování pro zvýšení korozní odolnosti. Dalším opatřením, vedoucím ke zvýšení korozní odolnosti je aplikace utěsňujících nátěrů, která se projeví bariérovým efektem. Výsledky hodnocení vzorků s různým druhem utěsnění včetně použití nátěru U228 po expozici 68 hod v solné mlze jsou uvedené v tabulkách 2 a 3. Pro žárové povlaky Zn lze doporučit následující utěsňovací prostředky (pořadí od nejlepšího): Aplikaci žárově stříkaných povlaků Zn a Zn Al 5 s pasivací nebo organickým povlakem lze proto doporučit pro AČR v následujících oblastech: stavební ocelové konstrukce a stožáry mechanické zábranné prostředky mechanické prvky detekčních systémů perimetrů kamerové sloupy, kontrolní plošiny... Pragokor Penetral Pragofos 500 Atmosférické utěsnění Literatura: TRČKA, J.: Vliv vnějších podmínek na stabilitu a vlastnosti antikorozních kovových povlaků na oceli. VUT Brno HAVRDA, M.: Žárově stříkané povlaky slitinou Zn Al 5 pro zvýšení ochrany ocelových konstrukcí. Sborník z XVIII. ročníku konference Povrchové úpravy, Jihlava 2004, str ČSN EN ANKETA V každém oboru lidské činnosti se celkový výsledek skládá z práce tisíců, kteří pro svoje okolí, kolektivy i pro ty co budou pokračovat po nich hodně vykonali. Není dobré, když se tento fakt bere jako něco samozřejmého a v rámci moderní uspěchané doby se přestává oceňovat člověk, který pro daný obor vykonal práci hodnou společenského uznání a ocenění. V řadě oblastí kulturní sféry se takovéto ocenění stává každoročně aktem poděkování společnosti nebo jen určité tvůrčí oblasti, okolí, spolupracovníků prostě lidí. V technických oborech tomu tak není zvykem, i když v řadě zemí, časových období či specializacích se s takovými aktivitami můžeme setkat. I obory technické a technologické by si zasloužily vytvořit tuto tradici poděkování, ocenění a vážnosti k práci a lidem. Není potřeba darů ani medailí, jen na důstojné úrovni poděkovat a nezapomenout. Není potřeba ani komisí, presidentů a tajemníků. Je potřeba jen včas poděkovat a ocenit jménem techniků, spolupracovníků a technické veřejnosti daného oboru. I v oboru povrchových úprav by měla vzniknout takováto tradice, kde by se každoročně, pravidelně ocenili významní pracovníci, resp. kolektivy nebo i firmy. Není to jen názor naší redakce, mi se jen snažíme spojit a zrealizovat Vaše názory, které již zazněly na řadě setkání s Vámi. Pokud bude Vaše odezva kladná myslíme si, že ještě letos by se mohlo, k tomuto ocenění předních osobností našeho oboru, přistoupit a využít například setkání povrchářů v Brně. Blíže k anketě na serveru ZÁŘÍ 2006 povrchová úprava ( strana 9

10 INZERCE Autorizované školící středisko České svářečské společnosti (CWS ANB) ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE, Fakulta strojní, Ústav strojírenské technologie plánuje v letošním roce od 7.2 otevření následujících kurzů: ) Mezinárodní svářečský inženýr IWE 2) Mezinárodní svářečský technolog IWT Kurzy jsou určeny pro odborné pracovníky ve svařování (pracovníky svářečského dozoru a technické kontroly, inspektory jakosti, konstruktéry, technology, prodejce svářečské techniky, technických plynů pro svařování apod.) s vysokoškolským vzděláním (IWE) resp. středoškolským (IWT) vzděláním. Kurz svářečského inženýra poskytne absolventům vyšší, prakticky orientované znalosti svářečské technologie na úrovni graduovaných inženýrů. To zahrnuje evropské a národní normy, bezpečnostní předpisy, systémy zajištění jakosti, výrobní metody a postupy a aplikované inženýrství. Kurzy mají rozsah 446 hodin pro IWE (resp. 380 hodin IWT) a jsou pořádány formou dvousemestrového studia. Výuka bude prováděna -2x týdně v délce 3 týdnů/semestr + písemná a ústní zkouška Kontakt : Ing. Ladislav Kolařík, Odborný asistent skupiny svařování, Telefon : , ladislav.kolarik@fs.cvut.cz Informace a přihlášky ke stažení na : Pozn. : Veškeré další informace nebo tištěné přihlášky si vyžádejte na kontaktní adrese Kvalifikační kurzy pro vyšší svářečský personál je pořádán na základě dokumentu EWF (European Federation for Welding, Joining and Cutting) IAB /EWF-46 a v souladu s technickými pravidly CWS ANB (Czech Welding Society Authorised National Body). Centrum technologických informací a vzdělávání CTIV Fakulta strojní ČVUT v Praze nabízí technické veřejnosti pro školní rok v rámci programu Celoživotního vzdělávání pro velký zájem opakovaně dva technologické studijní programy: Povrchové úpravy ve strojírenství Progresivní strojírenské technologie Cílem těchto studijních programů je přehlednou formou doplnit potřebné poznatky v těchto oborech pro všechny zájemce, kteří chtějí pracovat efektivně na základě nejnovějších poznatků a potřebují mimo jiné získat i potřebná osvědčení o vzdělání v jednotlivých strojírenských technologiích. Například způsobilost v oboru povrchové úpravy je možno získat na základě tohoto studia akreditovanou kvalifikací a certifikací podle standardu APC Std-40/E/0 Kvalifikace a certifikace pracovníků v oboru koroze a protikorozní ochrany, který vyhovuje požadavkům normy ENV Ke studiu se mohou přihlásit zájemci jak s ukončeným vysokoškolským vzděláním tak i se středoškolským odborným vzděláním. Ke studiu je možno se ještě přihlásit. Počet míst omezen na 25 posluchačů v každém studijním programu. Předpokládané zahájení říjen a listopad Kvalifikační a rekvalifikační kurzy Vzhledem ke změnám ve společnosti (migraci), prudkému rozvoji strojírenství a značnému nedostatku kvalifikovaného pracovního personálu se jeví velice potřebné zahájení řady specializovaných kurzů strojírenských profesí. Pro obor povrchových úprav jsou to především kurzy: Galvanizér. Brusič a předúpravář povrchů. Lakýrník. Obsluha čistících a neutralizačních stanic. Metalizér, atd. Předpokládané zahájení kurzů: leden Tato informace má anketní charakter s cílem zjistit zájem o tyto vzdělávací akce a zároveň zohlednit všechny připomínky a názory k tomuto dlouhodobému záměru. Pokud by se tyto akce realizovali, bylo by potřeba nejen zajistit kvalitní lektory, praktickou výuku, exkurze, ale též legislativní zajištění dle evropských požadavků. Vzhledem k množícím se požadavkům a neřešenému stavu bude potřebné pokusit se řešit tuto problematiku vlastními silami firem jednotlivých oborů za pomoci vzdělávacích organizací. Bližší informace: CTIV - Centrum technologických informací a vzdělávání Fakulta strojní ČVUT v Praze Doc. Ing. Viktor Kreibich, CSc. Tel: Mobil: viktor.kreibich@fs.cvut.cz ZÁŘÍ 2006 povrchová úprava ( strana 0

11 Přehled pořádaných odborných akcí Podrobné informace najdete v odborném serveru POVRCHOVÁ ÚPRAVA nebo na webových stránkách pořadatelů Konstrukční návrh a provádění konstrukcí z hlediska povrchových úprav Termín: , , variabilní symbol: , Konferenční centrum VŠCHT Praha, K Verneráku 952, Praha 4 Kunratice (spojení: metro C Chodov, do stanice Volha bus č.22,77) Kontakt: SVV PRAHA s.r.o.,u Michelského lesa 370, Praha 4, tel.: , fax: , vrablikova@svv.cz Seminář je určen pro odborné pracovníky firem, které provádějí povrchové úpravy materiálů (konstruktéry, technology a pracovníky vývoje, svářečského dozoru a technické kontroly, pracovníky nákupu apod.) Výstupní dokument: osvědčení o absolvování semináře Program semináře: Prezence, zahájení semináře Technologie vhodné pro svařování konstrukcí s povrchovou úpravou Ing. Jaroslav Kubíček, Odbor technologie svařování a povrchových úprav VUT v Brně Konstrukční požadavky pro svařované konstrukce z hlediska povrchových úprav Ing. Petr Port, auditor systémů jakosti Přestávka.5.45 Svařování pozinkovaných plechů v automobilovém průmyslu Jiří Kořínek, Fronius Přestávka na oběd Zásady správné konstrukce pro žárové zinkování Ing. Vlastimil Kuklík, Wiegel CZ žárové zinkování s.r.o Žárové nástřiky a další technologie ochrany povrchů Ing. Jaroslav Kubíček, Odbor technologie svařování a povrchových úprav VUT v Brně Přestávka Vady povrchových úprav svařovaných konstrukcí Ing. Kateřina Kreislová, Ing. Hana Kalousková, SVUOM s.r.o.. 3. mezinárodní odborný seminář PROGRESIVNÍ A NETRADIČNÍ TECHNOLOGIE POVRCHOVÝCH ÚPRAV , Hotel Myslivna Brno Kontakt: Ing. Jan Kudláček, Kouřimská, Praha 3 Tel.: , Mobil: , Fax pu-seminar@seznam.cz, Web: Třetí mezinárodní odborný seminář Progresivní a netradiční technologie povrchových úprav, se uskuteční v celém areálu hotelu Myslivna na okraji Brna ve dnech 22. a Prezence účastníků semináře je od 8:00 do 9:00 hodin v prostorách hotelu Myslivna. Odborný program začíná v Kongresovém sálu v 9:00 hodin dle programu semináře. Cena dvoudenního semináře je 2500,- Kč + 9% DPH a zahrnuje náklady na sborník, přednášky, občerstvení a organizační výdaje. Ubytování bude zajištěno, pořadatelem semináře dle požadavku v přihlášce, v hotelu Myslivna Účastníci si hradí ubytování samostatně (lůžko ve dvoulůžkovém pokoji 725,- Kč, v jednolůžkovém 050,- Kč. Bližší informace naleznete též na internetových stránkách Dále je též možnost individuálního ubytování v Brně. Přihlášeným garantujeme rezervaci ubytování. Rámcový program semináře Progresivní technologie povrchových úprav: - nové materiály pro povrchové úpravy - příčiny a důsledky nevhodných povrchových úprav - prostředky a způsoby pro náročné aplikace čištění - žárové zinkování a žárové povlaky zinku - optimalizace technologií povrchových úprav - otěruvzdorné povlaky pro náročné podmínky - náhrada šestimocného chromu v technologiích povrchových úprav - neelektrolyticky vylučované povlaky s mikrolamelami zinku Legislativa v oblasti technologií povrchových úprav: - informace k aplikaci integrované prevence a omezování znečištění IPPC - emisní limity a podmínky provozování technologií povrchových úprav - zákon o ochraně ovzduší - zkušebnictví v p. ú. - zkoušení průmyslových výrobků a zařízení - posuzování shody Systémy managementu jakosti: - kvalitativní ukazatele povrchu a povrchových úprav - měřící technika v oblasti povrchových úprav - normy ČSN ISO v oboru povrchových úprav - certifikace pracovníků a pracovišť v oboru povrchových úprav Součástí této akce je: Sborník přednášek a prezentací předních firem v oboru Ukázky a nabídky firem z jednotlivých technologií povrchových úprav Slavnostní společenský večer - večeře formou rautu - posezení s hudbou Registrován pod ISSN X Elektronický časopis je uchováván a archivován v rámci projektu WebArchiv Národní knihovny a je poskytnutý k Online přístupu Internetovým uživatelům. Redakce elektronického časopisu POVRCHOVÁ ÚPRAVA Doc. Ing. Viktor Kreibich, CSc., šéfredaktor, mobil : , kreibich@fsid.cvut.cz Ing. Ladislav Pachta, Pachta-IMPEA Hradec Králové, tel.: , mobil: , info@povrchovauprava.cz Přihlášení k zasílání elektronického časopisu a prohlédnutí nebo stažení jednotlivých vydání je možno z Copyright 2006, Pachta-IMPEA, Hradec Králové ZÁŘÍ 2006 povrchová úprava ( strana